【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】 10月30日，計(jì)量局發(fā)布了千克復(fù)現(xiàn)方法關(guān)鍵比對(duì)的報(bào)告，中國(guó)計(jì)量院能量天平比對(duì)團(tuán)隊(duì)采用NIM-2能量天平裝置代表我國(guó)參加了此次比對(duì)，我國(guó)的測(cè)量結(jié)果與比對(duì)參考值的相對(duì)偏差為1.17×10-8，綜合不確定度為4.49×10-8量級(jí)，成為繼加拿大、美國(guó)、計(jì)量局之后，第4個(gè)采用電天平方案在真空中達(dá)到10-8量級(jí)測(cè)量能力。這標(biāo)志著我國(guó)的測(cè)量數(shù)據(jù)得到計(jì)量委員會(huì)的認(rèn)可，并參與約定值的確定，進(jìn)而用于新定義實(shí)施后質(zhì)量單位的量傳。
 

　　質(zhì)量單位千克的重新定義被學(xué)術(shù)期刊《自然(Nature)》稱為像尋找希格斯粒子一樣的世界6大科學(xué)難題之一。1975年英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)提出功率天平方案至今，上已經(jīng)為此付出了幾十年的努力。目前，能夠利用普朗克常數(shù)復(fù)現(xiàn)質(zhì)量單位千克的方法主要有3種，分別為：功率天平法、能量天平法和硅球方案。采用功率天平方案開(kāi)展研究的，除英國(guó)外，還有美、法、韓、瑞士、加拿大、新西蘭、土耳其等國(guó)和計(jì)量局，歷時(shí)10~40多年不等。硅球方案由以德國(guó)計(jì)量院主導(dǎo)，日本、意大利等國(guó)計(jì)量院參與組成的阿伏伽德羅常數(shù)合作組織聯(lián)合研究。2006年，中國(guó)工程院院士、中國(guó)計(jì)量院研究員張鐘華院士及其團(tuán)隊(duì)自主提出一種新方案——能量天平方案。歷經(jīng)10多年的努力，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研制成第二代裝置能量天平裝置NIM-2。
 

　　2018年11月，第26屆計(jì)量大會(huì)的1號(hào)決議批準(zhǔn)了對(duì)千克等四個(gè)基本單位進(jìn)行重新定義。2019年5月20日，質(zhì)量單位千克的新定義正式實(shí)施。但是，計(jì)量委員會(huì)認(rèn)為，在2017年為質(zhì)量單位重新定義而進(jìn)行平差時(shí)，各國(guó)提供的普朗克常數(shù)的測(cè)量結(jié)果的一致性不足以保證各個(gè)國(guó)家的裝置在復(fù)現(xiàn)質(zhì)量單位時(shí)是一致的。因此決定，在有充足的數(shù)據(jù)證明各個(gè)國(guó)家的復(fù)現(xiàn)裝置的一致性之前，質(zhì)量的量傳，將通過(guò)比對(duì)的方式，得到一個(gè)約定值，進(jìn)而由約定值為基準(zhǔn)進(jìn)行量傳。2019年，計(jì)量局組織了千克復(fù)現(xiàn)方法關(guān)鍵比對(duì)。目前上從事千克復(fù)現(xiàn)方案研究的有計(jì)量局和14個(gè)國(guó)家計(jì)量實(shí)驗(yàn)室，其中7家采用3種不同方案參加此次比對(duì)包括，加拿大、美國(guó)、計(jì)量局、和韓國(guó)采用功率天平方案，中國(guó)采用能量天平方案，德國(guó)和日本采用硅球方案。
 

　　參加此次比對(duì)的7家實(shí)驗(yàn)室都為質(zhì)量測(cè)量水平實(shí)驗(yàn)室，其中包括我國(guó)在內(nèi)，共有六個(gè)國(guó)家達(dá)到了10-8量級(jí)的準(zhǔn)確度水平。中國(guó)計(jì)量院采用NIM-2能量天平裝置對(duì)兩顆比對(duì)樣品(1顆鉑銥合金砝碼和1顆不銹鋼砝碼)測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為5.2×10-8和6.5×10-8。經(jīng)計(jì)量局對(duì)各國(guó)的數(shù)據(jù)綜合評(píng)定，我國(guó)的測(cè)量結(jié)果與比對(duì)參考值(KCRV)的相對(duì)偏差為1.17×10-8，不確定度為4.49×10-8，這相當(dāng)于要分辨出一頭長(zhǎng)頸鹿(約1.8噸)吃下一片樹(shù)葉(約0.1克)后的體重變化量。此次比對(duì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)研制的能量天平試驗(yàn)裝置的測(cè)量能力得到了計(jì)量委員會(huì)的認(rèn)可，據(jù)此可以建立我國(guó)自主可控的質(zhì)量單位復(fù)現(xiàn)裝置和新的質(zhì)量量值傳遞系統(tǒng)。
 

　　近年來(lái)，我國(guó)積極參與單位制的重大變革―千克的重新定義，自主提出的能量天平方案的測(cè)量水平得到了不斷的提升，經(jīng)過(guò)13年的發(fā)展，從無(wú)到有，比對(duì)測(cè)量結(jié)果達(dá)到先進(jìn)行列。